DE102018122820B4 - Power semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Leistungshalbleitereinrichtung aufweisend eine Flachleiterverbindungseinrichtung (8) mit einem Grundkörper (3), mit einem, eine erste Hauptseite (1a) und eine der ersten Hauptseite (1a) gegenüberliegend angeordnete zweite Hauptseite (1b) aufweisenden, elektrisch leitenden ersten Flachleiter (1), mit einer elektrisch leitenden ersten Schraubenfeder (9), die um ihre Längsachse (A) herumverlaufende Windungen (9a) aufweist und mit einem elektrisch nicht leitenden Schraubenfederhalteelement (4), das eine erste Aufnahmeeinrichtung (4a) zur Aufnahme der ersten Schraubenfeder (9) aufweist, wobei der Grundkörper (3) ein erstes Grundkörperbauteil (3a) und ein mit dem ersten Grundkörperbauteil (3a) verbundenes zweites Grundkörperbauteil (3b) aufweist, die derart ausgebildet und zueinander angeordnet sind, dass der Grundkörper (3) einen Hohlraum (5), eine an einer ersten Grundkörperseite (3') angeordnete erste Öffnung (6) und eine an einer zweiten Grundkörperseite (3"), die der ersten Grundkörperseite (3') gegenüberliegend angeordnet ist, angeordnete zweite Öffnung (7) aufweist, wobei die erste und zweite Öffnung (6,7) in den Hohlraum (5) einmünden, wobei der erste Flachleiter (1) durch die erste Öffnung (6) hindurch in den Hohlraum (5) hinein verläuft und ein im Hohlraum (5) angeordneter Abschnitt (1b') der zweiten Hauptseite (1b) des ersten Flachleiters (1) dem zweiten Grundkörperbauteil (3b) zugewandt angeordnet ist, wobei die erste Aufnahmeeinrichtung (4a) im Hohlraum (5) zwischen der zweiten Hauptseite (1b) des ersten Flachleiters (1) und dem zweiten Grundkörperbauteil (3b) angeordnet ist und die erste Schraubenfeder (9) derart in der ersten Aufnahmeeinrichtung (4a) angeordnet ist, dass im Hohlraum 5 ihre Längsachse (A) parallel zur zweiten Hauptseite (1b) des ersten Flachleiters (1) verläuft, wobei die Windungen (9a) der ersten Schraubenfeder (9) einen mechanischen Kontakt zur zweiten Hauptseite (1b) des ersten Flachleiters (1) aufweisen und in Richtung weg von der zweiten Hauptseite (1b) des ersten Flachleiters (1) über die erste Aufnahmeeinrichtung (4a) hinaus in einen zur Aufnahme eines Abschnitts (2') eines elektrisch leitenden zweiten Flachleiters (2) vorgesehenen Teils (5a) des Hohlraums (5) hineinreichen, wobei die zweite Öffnung (7) in diesen Teil (5a) des Hohlraums (5) einmündet, wobei die Leistungshalbleitereinrichtung (20) eine Grundplatte (21) aufweist auf deren erster Hauptseite (21a) ein Leistungshalbleitermodul (22) angeordnet ist, wobei die Grundplatte (21) eine durch die Grundplatte (21) hindurch von der ersten Hauptseite (21a) der Grundplatte (21) zur einer zweiten Hauptseite (21b) der Grundplatte (21), die der ersten Hauptseite (21a) gegenüberliegend angeordnet ist, verlaufende Ausnehmung (23) aufweist, wobei der Grundkörper (3) der Flachleiterverbindungseinrichtung (8) durch die Ausnehmung (23) hindurch verläuft und der erste Flachleiter (1a) mit dem Leistungshalbleitermodul (22) auf Seite der ersten Hauptseite (21a) der Grundplatte (21) elektrisch leitend verbunden ist, wobei die zweite Öffnung (7) der Flachleiterverbindungseinrichtung (8) auf Seite der zweiten Hauptseite (21b) der Grundplatte (21) angeordnet ist, so dass ein Abschnitt (2') des zweiten Flachleiters (2) auf Seite der zweiten Hauptseite (21b) der Grundplatte (21) durch die zweite Öffnung (7) hindurch gesteckt werden kann.Power semiconductor device comprising a flat conductor connecting device (8) with a base body (3), with an electrically conductive first flat conductor (1) having a first main side (1a) and a second main side (1b) arranged opposite the first main side (1a), with a electrically conductive first helical spring (9) which has turns (9a) running around its longitudinal axis (A) and with an electrically non-conductive helical spring holding element (4) which has a first receiving device (4a) for receiving the first helical spring (9), wherein the base body (3) has a first base body component (3a) and a second base body component (3b) connected to the first base body component (3a), which are designed and arranged in relation to one another in such a way that the base body (3) has a cavity (5), a a first opening (6) arranged on a first base body side (3 ') and one on a second base body side (3 "), that of the first base body side (3 ') is arranged opposite, has arranged second opening (7), wherein the first and second opening (6,7) open into the cavity (5), wherein the first flat conductor (1) through the first opening (6) extends through into the cavity (5) and a section (1b ') of the second main side (1b) of the first flat conductor (1) arranged in the cavity (5) is arranged facing the second base body component (3b), the first receiving device (4a ) is arranged in the cavity (5) between the second main side (1b) of the first flat conductor (1) and the second base body component (3b) and the first helical spring (9) is arranged in the first receiving device (4a) such that in the cavity 5 its longitudinal axis (A) runs parallel to the second main side (1b) of the first flat conductor (1), the turns (9a) of the first helical spring (9) having mechanical contact with the second main side (1b) of the first flat conductor (1) and in Direction away from the second n main side (1b) of the first flat conductor (1) extend beyond the first receiving device (4a) into a part (5a) of the cavity (5) provided for receiving a section (2 ') of an electrically conductive second flat conductor (2), whereby the second opening (7) opens into this part (5a) of the cavity (5), the power semiconductor device (20) having a base plate (21) on the first main side (21a) of which a power semiconductor module (22) is arranged, the base plate ( 21) a recess (23) running through the base plate (21) from the first main side (21a) of the base plate (21) to a second main side (21b) of the base plate (21) which is arranged opposite the first main side (21a) ), the base body (3) of the flat conductor connecting device (8) running through the recess (23) and the first flat conductor (1a) with the power semiconductor module (22) on the side of the first main side (21a) of the base plate (21) is electrically conductively connected, the second opening (7) of the flat conductor connecting device (8) being arranged on the side of the second main side (21b) of the base plate (21), so that a section (2 ') of the second flat conductor (2) can be inserted through the second opening (7) on the side of the second main side (21b) of the base plate (21).
Description
Die Erfindung betrifft eine Leistungshalbleitereinrichtung.The invention relates to a power semiconductor device.
Aus der
Aus der
Aus der
Aus der
Aus der
Es ist Aufgabe der Erfindung eine mechanisch einfach aufgebaute Leistungshalbleitereinrichtung zu schaffen, die eine schnelle Realisierung einer zuverlässigen elektrisch leitenden Verbindung eines ersten Flachleiters der Flachleiterverbindungseinrichtung mit einem zweiten Flachleiter ermöglicht.It is the object of the invention to create a mechanically simply constructed power semiconductor device which enables a fast implementation of a reliable, electrically conductive connection of a first flat conductor of the flat conductor connecting device to a second flat conductor.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Leistungshalbleitereinrichtung aufweisend eine Flachleiterverbindungseinrichtung mit einem Grundkörper, mit einem, eine erste Hauptseite und eine der ersten Hauptseite gegenüberliegend angeordnete zweite Hauptseite aufweisenden, elektrisch leitenden ersten Flachleiter, mit einer elektrisch leitenden ersten Schraubenfeder, die um ihre Längsachse herumverlaufende Windungen aufweist und mit einem elektrisch nicht leitenden Schraubenfederhalteelement, das eine erste Aufnahmeeinrichtung zur Aufnahme der ersten Schraubenfeder aufweist, wobei der Grundkörper ein erstes Grundkörperbauteil und ein mit dem ersten Grundkörperbauteil verbundenes zweites Grundkörperbauteil aufweist, die derart ausgebildet und zueinander angeordnet sind, dass der Grundkörper einen Hohlraum, eine an einer ersten Grundkörperseite angeordnete erste Öffnung und eine an einer zweiten Grundkörperseite, die der ersten Grundkörperseite gegenüberliegend angeordnet ist, angeordnete zweite Öffnung aufweist, wobei die erste und zweite Öffnung in den Hohlraum einmünden, wobei der erste Flachleiter durch die erste Öffnung hindurch in den Hohlraum hinein verläuft und ein im Hohlraum angeordneter Abschnitt der zweiten Hauptseite des ersten Flachleiters dem zweiten Grundkörperbauteil zugewandt angeordnet ist, wobei die erste Aufnahmeeinrichtung im Hohlraum zwischen der zweiten Hauptseite des ersten Flachleiters und dem zweiten Grundkörperbauteil angeordnet ist und die erste Schraubenfeder derart in der ersten Aufnahmeeinrichtung angeordnet ist, dass im Hohlraum ihre Längsachse parallel zur zweiten Hauptseite des ersten Flachleiters verläuft, wobei die Windungen der ersten Schraubenfeder einen mechanischen Kontakt zur zweiten Hauptseite des ersten Flachleiters aufweisen und in Richtung weg von der zweiten Hauptseite des ersten Flachleiters über die erste Aufnahmeeinrichtung hinaus in einen zur Aufnahme eines Abschnitts eines elektrisch leitenden zweiten Flachleiters vorgesehenen Teils des Hohlraums hineinreichen, wobei die zweite Öffnung in diesen Teil des Hohlraums einmündet, wobei die Leistungshalbleitereinrichtung eine Grundplatte aufweist auf deren erster Hauptseite ein Leistungshalbleitermodul angeordnet ist, wobei die Grundplatte eine durch die Grundplatte hindurch von der ersten Hauptseite der Grundplatte zur einer zweiten Hauptseite der Grundplatte, die der ersten Hauptseite gegenüberliegend angeordnet ist, verlaufende Ausnehmung aufweist, wobei der Grundkörper der Flachleiterverbindungseinrichtung durch die Ausnehmung hindurch verläuft und der erste Flachleiter mit dem Leistungshalbleitermodul auf Seite der ersten Hauptseite der Grundplatte elektrisch leitend verbunden ist, wobei die zweite Öffnung der Flachleiterverbindungseinrichtung auf Seite der zweiten Hauptseite der Grundplatte angeordnet ist, so dass ein Abschnitt des zweiten Flachleiters auf Seite der zweiten Hauptseite der Grundplatte durch die zweite Öffnung hindurch gesteckt werden kann.This object is achieved by a power semiconductor device comprising a flat conductor connection device with a base body, with an electrically conductive first flat conductor having a first main side and a second main side arranged opposite the first main side, with an electrically conductive first helical spring which has turns running around its longitudinal axis and with an electrically non-conductive helical spring holding element which has a first receiving device for receiving the first helical spring, the base body having a first base body component and a second base body component connected to the first base body component, which are designed and arranged in relation to one another that the base body has a cavity, a first opening arranged on a first base body side and a second opening arranged on a second base body side which is arranged opposite the first base body side Having opening, the first and second opening opening into the cavity, the first flat conductor running through the first opening into the cavity and a section of the second main side of the first flat conductor arranged in the cavity facing the second main body component, the first Receiving device is arranged in the cavity between the second main side of the first flat conductor and the second main body component and the first helical spring is arranged in the first receiving device such that its longitudinal axis runs parallel to the second main side of the first flat conductor in the cavity, the turns of the first helical spring being mechanical Have contact to the second main side of the first flat conductor and in the direction away from the second main side of the first flat conductor beyond the first receiving device into one provided for receiving a section of an electrically conductive second flat conductor n part of the cavity, the second opening opening into this part of the cavity, the power semiconductor device having a base plate on the first main side of which a power semiconductor module is arranged, the base plate passing through the base plate from the first main side of the base plate to a second main side the base plate, the one opposite the first main page is arranged, has running recess, wherein the base body of the flat conductor connection device runs through the recess and the first flat conductor is electrically conductively connected to the power semiconductor module on the side of the first main side of the base plate, the second opening of the flat conductor connection device being arranged on the side of the second main side of the base plate is, so that a portion of the second flat conductor on the side of the second main side of the base plate can be inserted through the second opening.
Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.Advantageous developments of the invention emerge from the dependent claims.
Es erweist sich als vorteilhaft, wenn die Flachleiterverbindungseinrichtung eine elektrisch leitende zweite Schraubenfeder aufweist, die um ihre Längsachse herumverlaufende Windungen aufweist, wobei das Schraubenfederhalteelement eine zweite Aufnahmeeinrichtung zur Aufnahme der zweiten Schraubenfeder aufweist, wobei die zweite Aufnahmeeinrichtung im Hohlraum zwischen der zweiten Hauptseite des ersten Flachleiters und dem zweiten Grundkörperbauteil angeordnet ist, wobei die zweite Schraubenfeder derart in der zweiten Aufnahmeeinrichtung angeordnet ist, dass ihre Längsachse parallel zur Längsachse der ersten Schraubenfeder verläuft, wobei die Windungen der zweiten Schraubenfeder einen mechanischen Kontakt zur zweiten Hauptseite des ersten Flachleiters aufweisen und in Richtung weg von der zweiten Hauptseite des ersten Flachleiters über die zweite Aufnahmeeinrichtung hinaus in den zur Aufnahme eines Abschnitts des elektrisch leitenden zweiten Flachleiters vorgesehenen Teils des Hohlraums hineinreichen. Hierdurch wird die Stromtragfähigkeit und die Zuverlässigkeit der Flachleiterverbindungseinrichtung erhöht.It proves to be advantageous if the flat conductor connection device has an electrically conductive second helical spring which has turns running around its longitudinal axis, the helical spring holding element having a second receiving device for receiving the second helical spring, the second receiving device in the cavity between the second main side of the first flat conductor and the second main body component is arranged, the second helical spring being arranged in the second receiving device in such a way that its longitudinal axis runs parallel to the longitudinal axis of the first helical spring, the turns of the second helical spring having mechanical contact with the second main side of the first flat conductor and in the away direction from the second main side of the first flat conductor via the second receiving device into the part of the cavity provided for receiving a section of the electrically conductive second flat conductor reach in. This increases the current-carrying capacity and the reliability of the flat conductor connecting device.
Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, wenn die jeweilige Aufnahmeeinrichtung einen ersten Zapfen aufweist, der an einem ersten Ende der jeweiligen Schraubenfeder in Richtung der Längsachse der jeweiligen Schraubenfeder in die jeweilige Schraubenfeder hineinreicht, da dann die jeweilige Schraubenfeder zuverlässig in der jeweiligen Aufnahmeeinrichtung fixiert ist.It also proves to be advantageous if the respective receiving device has a first pin which extends into the respective helical spring at a first end of the respective helical spring in the direction of the longitudinal axis of the respective helical spring, since the respective helical spring is then reliably fixed in the respective receiving device.
In diesem Zusammenhang erweist es sich als vorteilhaft, wenn die jeweilige Aufnahmeeinrichtung einen zweiten Zapfen aufweist, der an einem zweiten Ende der jeweiligen Schraubenfeder in Richtung der Längsachse der jeweiligen Schraubenfeder in die jeweilige Schraubenfeder hineinreicht, da dann die jeweilige Schraubenfeder besonders zuverlässig in der jeweiligen Aufnahmeeinrichtung fixiert ist.In this context, it proves to be advantageous if the respective receiving device has a second pin which extends into the respective helical spring at a second end of the respective helical spring in the direction of the longitudinal axis of the respective helical spring, since then the respective helical spring is particularly reliable in the respective receiving device is fixed.
Ferner erweist es sich als vorteilhaft, wenn der Grundkörper ein Gehäuse der Flachleiterverbindungseinrichtung ausbildet, da dann die Flachleiterverbindungseinrichtung platzsparend ausgebildet ist.It also proves to be advantageous if the base body forms a housing for the flat conductor connection device, since the flat conductor connection device is then designed to save space.
Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, wenn von der zweiten Hautseite der Grundplatte ausgehend Kühlpins oder Kühlfinnen weg verlaufen. Hierdurch wird die Kühlung des Leistungshalbleitermoduls erhöht.It also proves to be advantageous if cooling pins or cooling fins run away from the second skin side of the base plate. This increases the cooling of the power semiconductor module.
Es sei angemerkt, dass die im Singular beschriebenen Elemente gegebenenfalls mehrfach vorhanden sein können.It should be noted that the elements described in the singular can optionally be present several times.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die unten stehenden Figuren erläutert. Dabei zeigen:
-
1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Leistungshalbleitereinrichtung mit einer Flachleiterverbindungseinrichtung, mit einem Leistungshalbleitermodul und mit einer Grundplatte, wobei in die Flachleiterverbindungseinrichtung Abschnitte von nicht zur Leistungshalbleitereinrichtung bzw. von nicht zur Flachleiterverbindungseinrichtung zugehörenden zweiten Flachleitern hineingesteckt sind und ein zweites Grundkörperbauteil der Flachleiterverbindungseinrichtung nicht dargestellt ist. -
2 eine Explosionsansicht einer erfindungsgemäßen Leistungshalbleitereinrichtung mit einer Flachleiterverbindungseinrichtung und mit einer Grundplatte, wobei das Leistungshalbleitermodul der Leistungshalbleitereinrichtung nicht dargestellt ist und nicht zur Leistungshalbleitereinrichtung bzw. nicht zur Flachleiterverbindungseinrichtung zugehörende zweite Flachleiter dargestellt sind, -
3 eine Schnittansicht einer durch eine Ausnehmung einer Grundplatte der erfindungsgemäßen Leistungshalbleitereinrichtung hindurch verlaufenden Flachleiterverbindungseinrichtung, wobei in die Flachleiterverbindungseinrichtung ein Abschnitt eines nicht zur Leistungshalbleitereinrichtung bzw. eines nicht zur Flachleiterverbindungseinrichtung zugehörenden zweiten Flachleiters hineingesteckt ist, -
4 eine perspektivische Ansicht eines Schraubenfederhalteelements der Flachleiterverbindungseinrichtung und vom Schraubenfederhalteelement gehaltene Schraubenfedern und -
5 eine Schnittansicht eines Schraubenfederhalteelements der Flachleiterverbindungsanordnung und von dem Schraubenfederhalteelement gehaltene Schraubenfedern.
-
1 a perspective view of a power semiconductor device according to the invention with a flat conductor connection device, with a power semiconductor module and with a base plate, sections of second flat conductors not belonging to the power semiconductor device or of second flat conductors not belonging to the flat conductor connection device being inserted into the flat conductor connection device and a second base body component of the flat conductor connection device not being shown. -
2 an exploded view of a power semiconductor device according to the invention with a flat conductor connection device and with a base plate, the power semiconductor module of the power semiconductor device not being shown and not showing second flat conductors belonging to the power semiconductor device or not belonging to the flat conductor connecting device, -
3 a sectional view of a flat conductor connection device running through a recess in a base plate of the power semiconductor device according to the invention, a section of a second flat conductor not belonging to the power semiconductor device or a second flat conductor not belonging to the flat conductor connection device being inserted into the flat conductor connection device, -
4th a perspective view of a coil spring holding element of the flat conductor connection device and held by the coil spring holding element and coil springs -
5 a sectional view of a coil spring holding element of the flat conductor connection arrangement and coil springs held by the coil spring holding element.
Gleiche Elemente sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.The same elements are provided with the same reference symbols in the figures.
In
Die Flachleiterverbindungseinrichtung
Der erste Flachleiter
Die Flachleiterverbindungseinrichtung
Wie beispielhaft in den
Die jeweilige Aufnahmeeinrichtung
Die Windungen
Der Grundkörper
Die Flachleiterverbindungseinrichtung
Die Flachleiterverbindungseinrichtung
Die Leistungshalbleitereinrichtung
Es sei angemerkt, dass bei der Erfindung der zweite Flachleiter
Es sei angemerkt, dass selbstverständlich Merkmale von verschiedenen Ausführungsbeispielen der Erfindung, sofern sich die Merkmale nicht gegenseitig ausschließen, beliebig miteinander kombiniert werden können.It should be noted that features of different exemplary embodiments of the invention can of course be combined with one another as desired, provided the features are not mutually exclusive.
Claims (6)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE102018122820.1A DE102018122820B4 (en) | 2018-09-18 | 2018-09-18 | Power semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
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DE102018122820.1A DE102018122820B4 (en) | 2018-09-18 | 2018-09-18 | Power semiconductor device |
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DE102018122820A1 DE102018122820A1 (en) | 2020-03-19 |
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ID=69646547
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- 2018-09-18 DE DE102018122820.1A patent/DE102018122820B4/en active Active
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